CN209568015U - 一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置。这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置包括定量给料机、混磨机、双辊造粒机、振动流化床干燥机、焙烧回转窑、滚筒式冷却机、尾气处理系统、余热回收系统;定量给料机的进料口分别与疏浚底泥料仓、碱渣料仓、粉煤灰料仓相连,定量给料机的出料口与混磨机的进料口相连。通过使用本实用新型的装置,以疏浚底泥、碱渣与粉煤灰为原料制备轻质陶粒,可以提高陶粒成型效率和质量,降低生产能耗和成本,能实现底泥的资源化利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置。
背景技术
近年来,河涌治理工作如火如荼,其中,河道的疏浚清淤是改善河道、湖泊等水体水质的常用技术。随着河湖治理工作的开展,疏浚清淤工程产生大量的底泥,疏浚底泥粒度细,含大量有机物、重金属污染物等,目前多以浓缩、填埋或焚烧的方式处理,造成大量土地占用和资源浪费,还容易产生对环境的二次污染。我国当前对此类底泥存在处理能力不足、技术相对落后、成本高等问题,大量污泥的无害化、资源化处理任务繁重,形势严峻。目前,疏浚底泥主要用做轻质建材、园林及农用填料等。污泥烧结陶粒技术是1998年首次由Nakouzi S.等提出,污泥陶粒具有质轻、比表面大、表面电位可调控等特点,是水环境处理中一种优质的生物滤料。但目前污泥陶粒的制备工艺普遍存在污泥掺量少、制备能耗高、效率低、工艺复杂、成本高等技术难题,应用过程还存在安全风险,对其研究多停留在实验室,实际应用较少。
碱渣是纯碱生产过程中产生的废渣。据统计,每生产1吨纯碱会产生0.3~0.6吨碱渣,碱渣中含有大量重金属等有害物质,环境污染风险大,碱渣的处理一直是行业的难题。碱渣颗粒粒径小,主要含大量的CaO、MgO、K2O等碱金属氧化物。目前,碱渣的综合利用主要集中在制备建筑材料和治理环境污染两方面。
因此,随着河道治理工作的开展,以及固废治理与资源化的要求日趋提高,怎样以疏浚底泥、碱渣等固废为原料,以清洁的生产方式制备优质轻质陶粒,并形成工艺简单、效率高、制备成本低、陶粒强度高、性能好的制备方法和制备装置,是当前该领域亟待解决的问题。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,该装置特别适合于处理黑臭水体、河流、湖泊等清淤工程产生的疏浚底泥制备优质轻质陶粒。
本实用新型所采取的技术方案是:
一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,包括定量给料机、混磨机、双辊造粒机、振动流化床干燥机、焙烧回转窑、滚筒式冷却机、尾气处理系统、余热回收系统;定量给料机的进料口分别与疏浚底泥料仓、碱渣料仓、粉煤灰料仓相连,定量给料机的出料口与混磨机的进料口相连;混磨机的出料口与双辊造粒机的进料口相连,双辊造粒机的出料口与振动流化床干燥机的进料口相连,振动流化床干燥机的出料口与焙烧回转窑的进料口相连,焙烧回转窑的出料口与滚筒式冷却机的进料口相连;振动流化床干燥机的出气口、焙烧回转窑的出气口、滚筒式冷却机的出气口分别与尾气处理系统的进气口相连;尾气处理系统的出气口与余热回收系统的进气口相连,余热回收系统的出气口与振动流化床干燥机的进气口相连。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,混磨机的出料口与双辊造粒机的进料口之间设有螺旋输送机。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,混磨机为润磨机。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,焙烧回转窑的长径比为(11~15):1。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,焙烧回转窑窑体与水平面的夹角为2°~6°;进一步优选的,焙烧回转窑窑体与水平面的夹角为3°~5°。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,焙烧回转窑的转速为1r/min~3r/min;进一步优选的,焙烧回转窑的转速为1.5r/min~2r/min。
优选的,这种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置中,焙烧回转窑的窑头、窑尾均密封,窑头设有窑头罩和燃烧室,窑尾设置有烟气收集室,烟气收集室的出气口与尾气处理系统的进气口相连。
本实用新型的有益效果是:
通过使用本实用新型的装置,以疏浚底泥、碱渣与粉煤灰为原料制备轻质陶粒,可以提高陶粒成型效率和质量,降低生产能耗和成本,能实现底泥的资源化利用。
附图说明
图1是疏浚底泥制备轻质陶粒的装置示意图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本实用新型的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的装置或原料如无特殊说明,均可从常规商业途径得到。实施例中所述的装置/设备之间的“相连”、“相连接”或“连接”,均是指通过管道/管线连接。实施例中所述的含水率指质量含量。
附图1是疏浚底泥制备轻质陶粒的装置示意图。图1中,1-定量给料机,2-混磨机,3-双辊造粒机,4-振动流化床干燥机,5-焙烧回转窑,6-滚筒式冷却机,7-尾气处理系统,8-余热回收系统,11-疏浚底泥料仓,12-碱渣料仓,13-粉煤灰料仓。
下面结合图1对本实用新型疏浚底泥制备轻质陶粒的装置实施例作进一步说明,该制备装置包括定量给料机1、混磨机2、双辊造粒机3、振动流化床干燥机4、焙烧回转窑5、滚筒式冷却机6、尾气处理系统7、余热回收系统8;定量给料机1的进料口分别与疏浚底泥料仓11、碱渣料仓12、粉煤灰料仓13相连,定量给料机1的出料口与混磨机2的进料口相连;混磨机2的出料口与双辊造粒机3的进料口相连,双辊造粒机3的出料口与振动流化床干燥机4的进料口相连,振动流化床干燥机4的出料口与焙烧回转窑5的进料口相连,焙烧回转窑5的出料口与滚筒式冷却机6的进料口相连;振动流化床干燥机4的出气口、焙烧回转窑5的出气口、滚筒式冷却机6的出气口分别与尾气处理系统7的进气口相连;尾气处理系统7的出气口与余热回收系统8的进气口相连,余热回收系统8的出气口与振动流化床干燥机4的进气口相连。
混磨机2的出料口与双辊造粒机3的进料口之间设有螺旋输送机。混磨机优选为润磨机,润磨介质为耐磨钢球,硬度大,更适应较硬质的石英砂粉磨,润磨处理物料含水率为8%~15%,可免去混合物料干燥环节,缩短工艺流程,粉磨效率高、设备使用寿命长。双辊造粒机3的出料口与振动流化床干燥机4的进料口之间设有皮带输送机。振动流化床干燥机4热源为热空气。焙烧回转窑的窑头、窑尾均密封,窑头设有窑头罩和燃烧室,窑尾设置有烟气收集室,烟气收集室的出气口与尾气处理系统的进气口相连。尾气处理系统7中尾气余热由余热回收系统8收集。余热回收系统8与振动流化床干燥机风机入口(进气口)相连,为振动流化床干燥机提供热源。
所用的尾气处理系统主要包括除尘装置和尾气喷淋装置,为常规装置。所用的余热回收系统主要为采用热交换处理的装置,如换热器,也为常规装置。
疏浚底泥为含水率15%~30%的干化疏浚底泥,其粒度细、河沙含量大、有机质含量高,作为原料可制备多孔结构、比表面积大的轻质陶粒;碱渣是纯碱生产过程中产生的澄清桶底流物,含大量的CaO、MgO、K2O等碱金属氧化物,可促进陶粒烧结过程中液相的生成,降低陶粒烧结能耗;粉煤灰粒度细,含大量的SiO2、Al2O3及微量金属元素,可提高陶粒强度;调控陶粒表面的电荷性能,提高陶粒生物亲和性。这些原料均为固体废弃物,廉价易得。
以下通过具体的应用实施例,进一步说明本实用新型的制备装置的应用。
实施例1
参照图1,将干化疏浚底泥、碱渣和粉煤灰分别通过定量给料机1按照65∶20∶15的质量比例配料,然后加入润磨机2中混磨均匀,得到含水率为10%、粒径为50~100μm的混合物料。混合物料通过螺旋输送机送入双辊造粒机3,经挤压成型得到直径为10mm的陶粒生料。所得陶粒生球经皮带输送机送入振动流化床干燥机4,在180℃条件下干燥30min;干燥后的陶粒由窑尾段进入焙烧回转窑5中。在预热段,于450℃条件下预热10min;在烧结段,于1200℃条件下烧结10min,得到的陶粒由窑头排出,进入滚筒式冷却机6进行冷却,得到陶粒成品。
具体实施过程中,焙烧回转窑长径比为11:1,窑体与水平面夹角为3°,转速为1.5r/min,窑头、窑尾均密封,窑头设有窑头罩和燃烧室,窑尾设置有烟气收集室,烟气收集室与尾气处理系统7相连。振动流化床干燥机4和滚筒式冷却机6设置的出气口(排风口)均与尾气处理系统7连接,尾气余热由余热回收系统8收集,余热回收系统8与振动流化床干燥机4进气口(风口)相连,为振动流化床干燥机4提供热源。
本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒的堆密度为628kg/m3,筒压为3.05MPa,吸水率为12.6%。本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒重金属浸出结果见表1。
表1实施例1陶粒重金属浸出结果
项目 | Cd | Cr | Cu | Ni | Pb | Zn |
含量(mg/L) | 0.001 | 0.007 | 0.083 | ND | 0.01 | 0.065 |
注:表1中ND表示not detect,未检到。
本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒完全符合《轻集料及其试验方法》(GB/T17431.1-2010)和《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的标准要求。
实施例2
参照图1,将干化疏浚底泥、碱渣和粉煤灰分别通过定量给料机1按照50∶15∶35的质量比例配料,然后加入润磨机2中混磨均匀,得到含水率为15%、粒径为100~250μm的混合物料。混合物料通过螺旋输送机送入双辊造粒机3,经挤压成型得到直径为8mm的陶粒生料。所得陶粒生球经皮带输送机送入振动流化床干燥机4,在100℃条件下干燥60min;干燥后的陶粒由窑尾段进入焙烧回转窑5中。在预热段,于350℃条件下预热30min;在烧结段,于950℃条件下烧结25min,得到的陶粒由窑头排出,进入滚筒式冷却机6进行冷却,得到陶粒成品。
具体实施过程中,焙烧回转窑长径比为15:1,窑体与水平面夹角为5°,转速为2r/min,窑头、窑尾均密封,窑头设有窑头罩和燃烧室,窑尾设置有烟气收集室,烟气收集室与尾气处理系统7相连。振动流化床干燥机4和滚筒式冷却机6设置的出气口(排风口)均与尾气处理系统7连接,尾气余热由余热回收系统8收集,余热回收系统8与振动流化床干燥机4进气口(风口)相连,为振动流化床干燥机4提供热源。
本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒的堆密度为712kg/m3,筒压为3.28MPa,吸水率为11.8%。本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒重金属浸出结果见表2。
表2实施例2陶粒重金属浸出结果
项目 | Cd | Cr | Cu | Ni | Pb | Zn |
含量(mg/L) | 0.001 | 0.017 | 0.15 | ND | 0.01 | 0.103 |
注:表2中ND表示not detect,未检到。
本实施例得到的疏浚底泥轻质陶粒完全符合《轻集料及其试验方法》(GB/T17431.1-2010)和《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的标准要求。
通过上述的实施例可知,通过使用本实用新型的装置制备轻质陶粒,具有以下的优点:
1)干化疏浚底泥粒度细、河沙含量大、有机质含量高,作为原料可制备多孔结构、比表面积大的轻质陶粒。
2)碱渣含大量的CaO、MgO、K2O等碱金属氧化物,可促进陶粒烧结过程中液相的生成,降低陶粒烧结能耗。
3)粉煤灰粒度细,含大量的SiO2、Al2O3及微量金属元素,可提高陶粒强度;调控陶粒表面的电荷性能,提高陶粒生物亲和性。
4)采用润磨机作为混磨装置,处理物料含水率为8%~15%,可免去混合物料干燥环节,缩短工艺流程,粉磨效率高、设备使用寿命长。
5)陶粒干燥、预热、烧结过程中均进行尾气收集和处理,不会造成空气污染;余热回收系统,可将陶粒预热与烧结过程中的烟气余热回收,用于陶粒生料的干燥,热能利用率高,生产能耗和成本低。
6)高温烧结过程可有效去除疏浚底泥中有机污染物,陶粒内部形成的玻璃质硅铝酸盐能有效固定底泥中重金属污染物,进一步强化疏浚底泥无害化处理,降低陶粒应用过程中的污染风险。
7)陶粒原料均为固体废弃物,廉价易得,制备的陶粒密度小、强度高、可调控性能高、生物亲和性好,是良好的水处理生物填料,实现底泥资源化处理。
Claims (5)
1.一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,其特征在于:包括定量给料机、混磨机、双辊造粒机、振动流化床干燥机、焙烧回转窑、滚筒式冷却机、尾气处理系统、余热回收系统;所述定量给料机的进料口分别与疏浚底泥料仓、碱渣料仓、粉煤灰料仓相连,定量给料机的出料口与混磨机的进料口相连;混磨机的出料口与双辊造粒机的进料口相连,双辊造粒机的出料口与振动流化床干燥机的进料口相连,振动流化床干燥机的出料口与焙烧回转窑的进料口相连,焙烧回转窑的出料口与滚筒式冷却机的进料口相连;振动流化床干燥机的出气口、焙烧回转窑的出气口、滚筒式冷却机的出气口分别与尾气处理系统的进气口相连;尾气处理系统的出气口与余热回收系统的进气口相连,余热回收系统的出气口与振动流化床干燥机的进气口相连。
2.根据权利要求1所述的一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,其特征在于:混磨机的出料口与双辊造粒机的进料口之间设有螺旋输送机。
3.根据权利要求1或2所述的一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,其特征在于:混磨机为润磨机。
4.根据权利要求1所述的一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,其特征在于:焙烧回转窑的长径比为(11~15):1。
5.根据权利要求1或4所述的一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置,其特征在于:焙烧回转窑窑体与水平面的夹角为2°~6°。
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CN201822245924.4U CN209568015U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置 |
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CN109650930A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-19 | 广州市金龙峰环保设备工程股份有限公司 | 一种疏浚底泥制备轻质陶粒的装置及方法 |
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2018
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